近几年，随着“中国制造 2025”的提出，我国的切削刀具产业正如火如荼的发展，已经能够实现整体硬质合金钻头、铣刀等标准刀具及一些非标整体刀具的制备。目前，用于精密加工的整体硬质合金刀具已实现了国产化，但是数控刀片的国产化率一直难以提升，因此研究数控刀片设计方法对提高我国数控刀片开发能力和自主知识产权保护能力有着重要的理论意义和实用价值。本文针对数控刀片设计制造中存在的难题，基于耐热不锈钢2Cr12Ni4Mo3VNbN（简称 Fe-Cr-Ni 不锈钢）的精加工切削过程，利用数值仿真对数控刀片设计方法及优化方法进行研究。　　首先，建立车削仿真模型，分析数值仿真过程中材料本构模型、摩擦模型、热物理属性模型的作用机制，为了数控刀片的初步设计更高效和简洁，将整个三维的金属切削过程简化为二维切削过程，提出网格划分一致性解决方案，并提出优化切削仿真过程的评价指标和准则，为后续研究奠定理论基础。　　接着，提出数控刀片刃口几何参数优化流程，分析刀片刃口几何参数对切屑变形系数和刀片应力的影响，选用刀片应力和切屑变形系数作为评价指标对刀片前角和刃口半径进行优化，分析刀片前角和刃口半径对刀片应力或切屑变形系数的影响规律，综合得出基于此方法的最优刀片前角和刀片刃口半径。　　其次，提出数控刀片二维槽型几何参数优化流程。基于最优刃口几何参数建立二维槽型仿真模型，通过单因素试验对刀片槽型几何参数进行优化，并利用经验公式对仿真切屑形貌进行预测。通过观察其断屑效果，分析各槽型参数对切削物理量的影响规律，最终优选出最优的槽型参数，并利用三维设计软件绘制出刀片模型，为建立三维仿真模型做好准备。　　最后，研究主偏角和刃倾角对切削物理量的影响，分析主偏角和刃倾角对切屑流出和切屑卷曲的影响，并预测切削仿真结果。同时设计不同刀杆角度的仿真试验和切削试验，分别对比两者对于切屑形貌和切削物理量的结果，得到误差在允许的范围内，且规律较为一致，最终证明切削仿真模型与优化方法的可行性。